KR20160150160A - 기상 증착 장치 및 이를 이용한 표시 장치의 제조 방법 - Google Patents

기상 증착 장치 및 이를 이용한 표시 장치의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예는 가스를 기판으로 분사하는 분사부와, 분사부로부터 분사된 가스가 통과하는 패턴이 형성된 마스크 유닛을 지지 및 승강시키는 리프트와, 마스크 유닛을 통과한 가스가 증착되는 기판을 지지 및 승강시키는 서셉터를 포함하며, 서셉터는 가스가 기판에 증착되는 증착 공정 중 마스크 유닛과 전기적으로 접촉하는 제1 접지부를 포함하는 기상 증착 장치를 개시한다.

Description

기상 증착 장치 및 이를 이용한 표시 장치의 제조 방법{Plasma enhanced chemical vapor deposition device and display apparatus using the same}
본 발명의 실시예들은 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기상 증착 장치 및 이를 이용한 표시 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
반도체 소자, 표시 장치 및 전자 소자 등은 각각 복수개의 박막을 구비한다. 이러한 복수개의 박막을 형성하는 방법은 다양한데, 그 중 기상 증착 방법이 하나의 방법이다.
기상 증착 방법은 박막을 형성할 원료로써 하나 이상의 기체를 사용한다. 이러한 기상 증착 방법은 화학적 기상 증착(CVD, chemical vapor deposition), 원자층 증착(ALD, atomic layer deposition) 등 다양한 방법이 있다.
한편, 표시 장치들 중, 유기 발광 표시 장치는 시야각이 넓고 컨트라스트가 우수할 뿐만 아니라 응답속도가 빠르다는 장점을 가지고 있어 차세대 디스플레이 장치로써 주목을 받고 있다.
유기 발광 표시 장치는 서로 대향되는 제1 전극 및 제2 전극 사이에 유기 발광층을 구비하는 중간층을 포함하고, 그 외에 하나 이상의 다양한 박막을 구비한다. 이때, 유기 발광 표시 장치의 박막을 형성하기 위하여 증착 공정을 이용하기도 한다.
그러나, 유기 발광 표시 장치가 대형화되고 고해상도를 요구함에 따라, 대면적의 박막을 원하는 특성으로 증착하는 것이 용이하지 않다. 또한 이러한 박막을 형성하는 공정의 효율성을 향상시키는 데 에는 한계가 있다.
전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 실시예들의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 실시예들의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.
본 발명의 실시예들은 아킹 현상으로 인한 증착용 마스크 파손 및 증착 불량을 방지할 수 있는 기상 증착 장치 및 이를 이용한 표시 장치의 제조 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는 가스를 기판으로 분사하는 분사부와, 분사부로부터 분사된 가스가 통과하는 패턴이 형성된 마스크 유닛을 지지 및 승강시키는 리프트와, 마스크 유닛을 통과한 가스가 증착되는 기판을 지지 및 승강시키는 서셉터를 포함하며, 서셉터는 가스가 기판에 증착되는 증착 공정 중 마스크 유닛과 전기적으로 접촉하는 제1 접지부를 포함하는 기상 증착 장치를 개시한다.
본 실시예에 있어서, 서셉터에 전기적으로 연결되어 제1 접지부를 통해 서셉터로 전달되는 전하를 외부로 배출시키는 제2 접지부를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 리프트 및 서셉터 중 적어도 하나는 다른 하나에 대해 선형적으로 이동 가능할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 기판을 지지 및 승강시키는 지지핀을 더 포함하고, 서셉터는 지지핀이 관통하도록 형성되는 지지핀 관통홀을 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 서셉터는 리프트가 관통하도록 형성되는 리프트 관통홀을 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 리프트 관통홀을 관통하는 리프트는, 서셉터에 대한 리프트의 승강 방향인 제1 방향과, 제1 방향과 교차하는 제2 방향 및 제2 방향과 교차하는 제3 방향 중 적어도 하나의 방향으로 이동 가능할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 리프트는 복수개 구비되며, 복수개의 리프트 중 한 쌍은 서셉터에 대한 리프트의 승강 방향인 제1 방향과, 제1 방향과 교차하는 제2 방향 및 제1 방향과 제2 방향과 각각 교차하는 제3 방향 중 적어도 하나의 방향으로 이동 가능할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 복수개의 리프트 중 다른 한 쌍은 제1 방향으로 이동 가능할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 마스크 유닛에서 제1 접지부를 통해 서셉터로 전달되는 전하를 외부로 배출하도록 서셉터에 전기적으로 연결되는 제2 접지부를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 제1 접지부는 전도성 물질을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 제1 접지부는 세라믹(Ceramic) 및 전도성 물질을 포함하며, 전도성 물질은 마스크 유닛과 전기적으로 접촉할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 서셉터는 제1 접지부가 설치되는 설치홈을 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 서셉터는 서셉터의 승강 방향으로 제1 접지부가 탄성 운동 가능하도록 설치홈에 설치되는 탄성체를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예는 플라즈마 발생 영역을 구비하는 챔버 내부로 기판을 로딩하는 단계와, 챔버에 가스를 공급하는 단계와, 가스는 상기 플라즈마 발생 영역을 통과하면서 챔버에 라디칼을 형성하는 단계와, 라디칼이 반응하여 기판 상에 증착막을 형성하는 단계를 포함하고, 기판 상에 증착막을 형성하는 단계에서 마스크 유닛은 제1 접지부에 전기적으로 접촉하는 표시 장치의 제조 방법을 개시한다.
본 실시예에 있어서, 증착막은 절연막을 구비할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 기판과 마스크 유닛을 정렬하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 기판과 마스크 유닛의 정렬 시 기판과 마스크 유닛의 위치가 서로 어긋난 것으로 판단되면, 마스크 유닛의 적어도 일부분을 제1 방향, 제1 방향과 교차하는 제2 방향 및 제1 방향과 제2 방향에 각각 교차하는 제3 방향 중 적어도 한 방향으로 이동시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 기판 상에 증착막을 형성하는 단계는, 기판과 마스크 유닛을 접촉시키는 단계를 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 기판과 마스크 유닛의 접촉 시 마스크 유닛과 접촉하는 리프트의 일단은 기판과 접촉하는 마스크 유닛의 일면에 접촉할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 마스크 유닛과 접촉하는 리프트의 일단과, 마스크 유닛과 접촉하는 제1 접지부의 일단은 서로 대응하는 높이에 위치할 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
이러한 일반적이고 구체적인 측면이 시스템, 방법, 컴퓨터 프로그램, 또는 어떠한 시스템, 방법, 컴퓨터 프로그램의 조합을 사용하여 실시될 수 있다.
본 발명의 실시예들은 증착 공정 시 마스크 유닛과 기판 사이에서 발생하는 아킹 현상을 방지함으로써, 증착 공정 속도 증가, 박막 품질 향상 및 마스크 유닛 교체 주기 연장과 같은 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 기상 증착 장치를 개략적으로 나타내는 개념도이다.
도 2는 도 1에 나타난 기상 증착 장치의 리프팅 유닛을 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 1에 나타난 기상 증착 장치의 일부의 상측을 나타내는 평면도이다.
도 4는 도 3의 다른 실시예를 나타내는 단면도이다.
도 5는 도 3의 또 다른 실시예를 나타내는 단면도이다.
도 6은 도 1에 나타난 기상 증착 장치의 제1 작동을 나타내는 작동도이다.
도 7은 도 1에 나타난 기상 증착 장치의 제2 작동을 나타내는 작동도이다.
도 8은 도 1에 나타난 기상 증착 장치의 제3 작동을 나타내는 작동도이다.
도 9는 도 1에 나타난 기상 증착 장치의 제4 작동을 나타내는 작동도이다.
도 10은 도 1에 나타난 기상 증착 장치의 제5 작동을 나타내는 작동도이다.
도 11은 도 1에 나타난 기상 증착 장치를 이용하여 제조되는 표시 장치를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다. 또한, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
또한, 도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 또한, 어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 진행될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 기상 증착 장치를 개략적으로 나타내는 개념도이다.
도 1을 참조하면, 기상 증착 장치(100)는 내부에 공간이 형성되는 챔버(110)를 포함할 수 있다. 챔버(110)는 공정 정도에 따라서 진공 또는 대기압 상태를 유지할 수 있다. 구체적으로, 챔버(110)는 증착이 진행되는 동안 진공 상태를 유지하며, 기판(S)이 장입되거나 인출되는 경우 대기압 상태를 유지할 수 있다.
상기와 같은 챔버(110)는 제1 하우징(111)과, 제1 하우징(111)과 결합하는 제2 하우징(112)을 포함할 수 있다. 제1 하우징(111)과 제2 하우징(112)은 볼트, 나사, 클램프, 플랜지 및 링 등을 통하여 결합될 수 있다. 제1 하우징(111)과 제2 하우징(112) 중 적어도 하나에는 기판(S)이 장입되거나 인출되는 개구부(미도시)가 형성될 수 있으며, 또한 상기 개구부를 개폐하는 도어(미도시)를 구비할 수 있다. 또한, 제1 하우징(111)과 제2 하우징(112)이 서로 분리된 후 기판(S)이 장입되거나 인출되는 것도 가능하다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위해 상기 개구부를 통하여 기판(S)이 장입되거나 인출되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
한편, 기상 증착 장치(100)는 제1 가스와 제2 가스를 챔버(11) 내부로 공급하는 분사부(120)를 포함할 수 있다. 분사부(120)의 일부는 챔버(110)를 관통하도록 고정되며, 분사부(120) 내부에는 제1 가스와 제2 가스가 유동하는 가스유동부(121)가 형성될 수 있다. 가스유동부(121)는 분사부(120)의 내부를 관통하도록 형성되며, 외부의 가스공급부(미도시)와 연결될 수 있다.
또한, 분사부(120)는 가스유동부(121)와 연결되며, 분사부(120)의 표면에 형성되는 가스주입부(122)를 구비할 수 있다. 가스주입부(122)는 가스유동부(121)를 통하여 유입되는 제1 가스 또는 제2 가스를 챔버(110)의 내부로 분사할 수 있다. 특히 가스주입부(122)는 복수개 구비될 수 있으며, 복수개의 가스주입부(122)는 서로 이격되어 형성될 수 있다.
상기와 같은 분사부(120)는 플라즈마 발생 영역(P)을 형성할 수 있으며, 제1 가스를 통하여 플라즈마를 형성하도록 코일부(123) 및 전원부(124)를 구비할 수 있다. 구체적으로, 코일부(123)는 분사부(120)의 하부에 배치되어 전원부(124)와 연결될 수 있다. 이때, 전원부(124)는 고주파(RF, radio frequencty) 전력을 코일부(123)에 인가하고, 코일부(123)는 일종의 유도 코일로써 제1 가스를 플라즈마 상태로 변환시킨다.
더 상세히, 코일부(123)는 가스주입부(122)를 통하여 공급되는 제1 가스를 이용하여 플라즈마를 발생시킨 후, 이러한 플라즈마를 통하여 가스주입부(122)를 통하여 공급되는 제2 가스를 플라즈마 상태로 여기할 수 있다. 또한, 코일부(123)는 가스주입부(122)를 통하여 공급되는 제2 가스를 플라즈마 상태로 여기할 수도 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 제1 가스를 이용하여 플라즈마를 발생시킨 후, 이러한 플라즈마를 통하여 제2 가스를 플라즈마 상태로 여기시키는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
아울러, 분사부(120)는 코일부(123) 상에 설치되는 커버부(125)를 포함할 수 있다. 이때, 커버부(125)는 절연 물질로 형성될 수 있으며, 코일부(123)가 플라즈마 등으로 손상되는 것을 방지할 수 있다. 커버부(125)는 가스주입부(122)와 중첩되지 않도록 형성될 수 있다. 즉, 가스주입부(122)는 커버부(125)를 관통하도록 형성될 수 있다.
한편, 기상 증착 장치(100)는 마스크 유닛(M)을 정렬하여, 마스크 유닛(M)을 선택적으로 이동시키는 리프팅 유닛(130)을 포함할 수 있다. 이러한 리프팅 유닛(130)은 적어도 하나의 리프트(131, 133)와, 각 리프트(131, 133)를 구동시키는 리프트구동부(132, 134)를 구비할 수 있다. 상기와 같은 리프팅 유닛(130)에 대해서는 하기의 도 2 및 도 3를 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
다음으로, 기상 증착 장치(100)는 기판(S)을 승강시키는 서셉터(140)를 포함할 수 있다. 서셉터(140)에는 기판(S)이 안착되며, 증착 공정 시 서셉터(140)는 기판(S)을 지지할 수 있다. 또한, 서셉터(140)의 내부에는 히터가 설치되어 기판(S)의 온도를 조절할 수 있다.
상기와 같은 서셉터(140)에는 후술할 지지핀(160)이 삽입되는 지지핀 관통홀(141) 및 리프트 유닛(130)이 삽입되는 리프트 관통홀(142)이 형성될 수 있다. 또한, 서셉터(140)에는 기판(S)을 장착한 후 고정하도록 고정 수단(미도시)이 설치될 수 있다. 상기 고정 수단은 클램프, 압력 수단, 접착 물질 등 기타 다양한 종류일 수 있다.
또한, 기상 증착 장치(100)는 서셉터(140)와 연결되어 서셉터(140)를 승강시키는 서셉터구동부(143)를 포함할 수 있다. 이때, 서셉터구동부(143)는 모터(미도시)와, 상기 모터와 연결되는 기어 유닛(미도시)을 구비할 수 있으며, 길이가 가변하는 실린더(미도시)를 구비할 수 있다. 다만, 서셉터구동부(143)는 상기에 한정되는 것은 아니며, 서셉터(140)를 승강시킬 수 있는 모든 장치 및 구조를 포함할 수 있으며, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 서셉터구동부(143)가 상기 실린더를 구비하는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
한편, 서셉터(140)는 가스가 기판(S)에 증착되는 증착 공정 중 마스크 유닛(130)과 전기적으로 접촉하는 제1 접지부(144)를 포함할 수 있다. 이러한 제1 접지부(144)는 증착 공정 중 마스크 유닛(130)과 접촉함으로써, 증착 공정 시 마스크 유닛(130)에 축적되는 전하를 서셉터(140) 본체를 거쳐 외부로 배출하는 통로로써의 역할을 수행할 수 있다. 제1 접지부(144)에 대해서는 하기 도 3 및 도 4를 참조하여 더 상세히 설명하기로 한다.
다음으로, 기상 증착 장치(100)는 기판(S)을 지지 및 승강시키는 지지핀(160)을 더 포함할 수 있다. 지지핀(160)은 복수개가 구비될 수 있으며, 복수개의 지지핀(160)은 서로 이격되도록 배치되어 기판(S)을 안정적으로 지지 및 승강시킬 수 있다.
또한, 기상 증착 장치(100)는 지지핀(160)을 지지 및 승강시키기 위한 지지핀구동부(161)를 더 포함할 수 있다. 이러한 지지핀구동부(161)의 구조는 전술한 서셉터구동부(143)의 구조와 동일하므로, 여기서는 더 상세한 설명을 생략하기로 한다.
다음으로, 기상 증착 장치(100)는 서셉터(140)에 전기적으로 연결되어 제1 접지부(144)를 통해 서셉터(140)로 전달되는 전하를 외부로 배출시키는 제2 접지부(170)를 더 포함할 수 있다. 이와 같이, 마스크 유닛(M)과 외부를 전기적으로 연결하는 제1 접지부(144)와 제2 접지부(170)를 포함하는 기상 증착 장치(100)의 구조적인 특징에 의해, 증착 공정 중 마스크 유닛(M)에 축적되는 전하를 외부로 배출시킬 수 있다.
더 상세히 설명하면, 본 발명의 실시예들에 의한 기상 증착 장치(100)는 전술한 바와 같이 플라즈마를 이용하여 증착 공정을 수행함으로 인해, 증착 공정 중에 다량의 전하가 발생하게 된다. 이러한 전하는 증착 공정 시 마스크 유닛(M)에 축적되며, 축적된 전하들에 의해 마스크 유닛(M)과 기판(S)이 접촉하는 영역에는 아킹(arcing) 현상이 발생할 위험성이 있다.
이렇게 마스크 유닛(M)과 기판(S)이 접촉하는 영역에 아킹(arcing) 현상이 발생하면, 마스크 유닛(M)과 기판(S) 중 어느 하나가 용융되거나 파손될 수 있으며, 더 나아가 증착 공정이 정상적으로 수행되지 않아 결과적으로 증착 불량을 초래할 수 있다. 또한, 기상 증착 장치(100)의 증착 공정 속도 증가 및 증착되는 박막(thin film)의 품질 향상을 위해서는 고주파(high frequency) 플라즈마의 파워를 증가시킬 필요성이 있으나 고주파 플라즈마의 파워를 증가시키면, 아킹 현상으로 인한 위험성도 함께 증가하게 된다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 관한 기상 증착 장치(100)는 증착 공정 중에 마스크 유닛(M)에 축적되는 전하를 챔버(110) 내부에서 외부로 원활히 배출하기 위해 제1 접지부(144)와 제2 접지부(170)를 포함하는 기상 증착 장치(100)의 구조를 제공함으로써, 아킹 현상을 획기적으로 감소시켜 증착 공정 속도를 증가시킬 수 있으며, 아울러 증착되는 박막의 품질을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 마스크 유닛(M)의 파손으로 인한 마스크 유닛(M)의 교체 주기도 연장시킬 수 있다.
한편, 기상 증착 장치(100)는 마스크 유닛(M)과 기판(S)의 위치를 측정 및 정렬하는 정렬 유닛(180)을 더 포함할 수 있다. 정렬 유닛(180)은 마스크 유닛(M)의 제1 정렬 마크(미도시)와 기판(S)의 제2 정렬 마크(미도시)를 촬영하는 카메라를 포함할 수 있다. 상세히, 정렬 유닛(180)은 제1 카메라(181), 제2 카메라(182), 제3 카메라(미도시) 및 제4 카메라(미도시)를 포함할 수 있다. 이때, 정렬 유닛(180)은 상기에 한정되지 않으며, 마스크 유닛(M)과 기판(S)의 위치를 모니터링하는 모든 장치를 포함할 수 있다.
상기와 같이 촬영된 마스크 유닛(M)의 제1 정렬 마크와 기판(S)의 제2 정렬 마크의 위치를 근거로 마스크 유닛(M)과 기판(S)을 정렬시킬 수 있다. 특히 마스크 유닛(M)과 기판(S)의 위치를 정렬 유닛(18)으로 판별하는 방법은 일반적인 카메라를 통하여 마스크 유닛(M)과 기판(S)의 위치를 판별하는 방법과 동일 또는 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
또한, 기상 증착 장치(100)는 챔버(110)에 연결되는 배기관(191)과, 배기관(191)에 설치되는 배기펌프(192)를 포함할 수 있다. 이때, 배기펌프(192)는 챔버(110)의 내부 상태를 진공 상태로 유지시킬 수 있다. 또한, 배기펌프(192)는 기상 증착 공정 중 발생하는 불필요한 기체를 외부로 배기할 수 있다.
한편, 기상 증착 장치(100)는 리프트 유닛(130) 및 서셉터(140) 중 적어도 하나의 온도를 제어하는 제어부(195)를 포함할 수 있다. 이때, 제어부(195)는 다양한 형태로 형성될 수 있다. 예를 들면, 제어부(195)는 퍼스널 컴퓨터, 노트북, 일반적인 제어회로, 휴대용 전자기기 등 다양한 전자기기를 포함할 수 있다. 이때, 제어부(195)는 상기에 한정되지 않으며, 기상 증착 장치(100)를 제어하는 모든 장치를 포함할 수 있다.
이하에서는, 도 2를 참조하여 리프팅 유닛(130)에 대해 상세하게 설명하기로 한다.
도 2는 도 1에 나타난 기상 증착 장치의 리프팅 유닛을 나타내는 사시도이다.
도 2를 참조하면, 리프팅 유닛(130)은 상기에서 설명한 바와 같이 적어도 하나의 리프트(미표기) 및 상기 적어도 하나의 리프트를 운동시키는 적어도 하나의 리프트구동부(미표기)를 구비할 수 있다. 이하에서는, 설명의 편의를 위하여 리프트 및 리프트구동부가 각각 4개 구비되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
리프팅 유닛(130)은 제1 리프트(131), 제2 리프트(133), 제3 리프트(135) 및 제4 리프트(137)로 구성될 수 있다. 또한, 리프팅 유닛(130)은 제1 리프트(131)를 구동시키는 제1 리프트구동부(132), 제2 리프트(133)를 구동시키는 제2 리프트구동부(134), 제3 리프트(135)를 구동시키는 제3 리프트구동부(136) 및 제4 리프트(137)를 구동시키는 제4 리프트구동부(138)를 구비할 수 있다.
상기와 같은 제1 리프트구동부(132) 내지 제4 리프트구동부(138)는 서로 유사하게 작동할 수 있다. 특히 제1 리프트구동부(132) 내지 제4 리프트구동부(138)는 각각 쌍을 이루어 제1 리프트(131) 내지 제4 리프트(137)를 구동시킬 수 있다.
구체적으로, 제1 리프트구동부(132) 및 제3 리프트구동부(136)는 각각 제1 리프트(131) 및 제3 리프트(135)를 제1 방향으로 운동시킬 수 있다. 여기서, 제1 방향은 도 2의 Z축 방향일 수 있다.
또한, 제2 리프트구동부(134) 및 제4 리프트구동부(138)는 각각 제2 리프트(133) 및 제4 리프트(137)를 제1 방향 뿐만 아니라, 제2 방향 및 제3 방향 중 적어도 하나의 방향으로 이동시킬 수 있다. 이때, 제1 방향과 제2 방향은 서로 교차하며, 제3 방향은 제1 방향 및 제2 방향과 교차하는 방향일 수 있다. 상세히, 도 2에서 제1 방향은 Z축 방향이며, 제2 방향은 X축 방향이고, 제3 방향은 Y축 방향일 수 있다. 여기서, 제1 방향 내지 제3 방향은 일 실시예에 불과하며, 다양한 방향으로 형성될 수 있다.
한편, 제1 리프트(131) 내지 제4 리프트(137)는 서로 동일 또는 유사하게 형성될 수 있다. 일 예로, 제1 리프트(131)와 제3 리프트(135)는 동일하게 형성되며, 제2 리프트(133)와 제4 리프트(137)는 동일하게 형성될 수 있다.
상기와 같이 형성되는 리프팅 유닛(130)의 작동을 상세히 설명하면, 먼저 리프팅 유닛(130)은 마스크 유닛(M)을 지지 및 승강시킬 수 있다. 이때, 마스크 유닛(M)은 패턴이 형성되는 마스크 슬릿(M1)과, 마스크 슬릿(M1)을 지지하는 고정프레임(M2)을 구비할 수 있다.
마스크 유닛(M)은 외부로부터 챔버(110) 내부로 장입되어 리프팅 유닛(130)에 안착될 수 있다. 이때, 마스크 유닛(M)은 상기 챔버(110)의 내부 또는 외부에 설치된 로봇 암(Robot arm) 등을 통하여 리프팅 유닛(130)에 안착될 수 있다.
상기와 같이 리프팅 유닛(130)에 안착된 마스크 유닛(M)은 증착 공정 중 기판(S)과 정렬될 수 있다. 이때, 기판(S)에 대한 마스크 유닛(M)의 위치는, 제1 리프트(131) 내지 제4 리프트(137) 중 적어도 하나를 운동시킴으로써 정렬될 수 있다.
구체적으로, 제1 리프트(131) 내지 제4 리프트(137)는 제3 방향으로 이동하여 마스크 유닛(M)의 높이를 조절할 수 있다. 또한, 제2 리프트(133) 및 제4 리프트(137)를 제2 방향 및 제3 방향 중 적어도 하나의 방향으로 이동시킴으로써 마스크 유닛(M)을 기판(S)이 이루는 평면(도2 에서는 XY 평면)에 대해 회전시키거나, 마스크 유닛(M)의 위치를 변경시킬 수 있다.
이때, 제1 리프트(131) 내지 제4 리프트(137)가 마스크 유닛(M)과 접촉하는 일단은, 마스크 유닛(M)에 대하여 회전 운동 가능한 볼(Ball)로 형성될 수 있다. 여기서, 제1 리프트(131) 내지 제4 리프트(137)의 일단에 형성되는 볼은 세라믹(Ceramic)과 같이 마모에 강한 재질로 구성될 수 있다.
이렇게 일단이 마스크 유닛(M)에 대해 회전 가능한 볼 형상으로 구성되는 제1 리프트(131) 내지 제4 리프트(137)에 의해, 마스크 유닛(M)의 위치는 기판(S)이 이루는 평면 상에서 자유롭게 변경됨으로써 마스크 유닛(M)과 기판(S)의 정렬이 이루어질 수 있다. 또한, 제1 리프트(131) 내지 제4 리프트(137)의 일단에 형성된 볼이 회전하지 않음으로써 마스크 유닛(M)이 리프팅 유닛(130)으로 이탈하는 것을 방지할 수도 있다.
이밖에, 리프팅 유닛(130)은 전술한 작동 이외에도 마스크 유닛(M)의 위치를 변경하는 경우 전술한 작동을 반복하여 수행함으로써 마스크 유닛(M)과 기판(S)의 위치를 정렬할 수 있다.
한편, 이하에서는 도 3을 참조하며 서셉터(140)와 제1 접지부(144)에 대해 상세하게 설명하기로 한다.
도 3은 도 1에 나타난 기상 증착 장치의 일부의 상측을 나타내는 평면도이다.
도 3을 참조하면, 서셉터(140)는 기판(S)과 접촉하는 제1 영역(US)과, 마스크 유닛(M)과 접촉하는 제2 영역(LS)으로 구분될 수 있다. 서셉터(140)의 제1 영역(US)에는 기판(S)을 지지 및 승강시키는 지지핀(160)이 관통하는 지지핀 관통홀(141)이 형성될 수 있으며, 서셉터(140)의 제2 영역(LS)에는 마스크 유닛(M)을 지지 및 승강시키는 제1 리프트(131) 내지 제4 리프트(137)가 관통하도록 형성되는 리프트 관통홀(142)이 형성될 수 있다.
여기서, 지지핀 관통홀(141)의 직경(D1)은 지지핀(160)의 직경(D2)에 대응하도록 형성될 수 있으며, 리프트 관통홀(142)의 직경(D3)은 제1 리프트(131) 내지 제4 리프트(137)의 직경(D4)보다 더 크게 형성될 수 있다. 이러한 구조로 지지핀 관통홀(141)과 리프트 관통홀(142)이 형성됨으로써, 기판(S)과 마스크 유닛(M)의 정렬을 용이하게 수행할 수 있다.
상세히, 지지핀(160)은 지지핀 관통홀(141)의 크기에 대응하도록 형성되어 지지핀 관통홀(141)에 의해 X축 및 Y축 방향으로 이동할 수 없도록 고정됨에 반해, 리프트 관통홀(142)은 제1 리프트(131) 내지 제4 리프트(137)의 크기보다 크게 형성되어 제1 리프트(131) 내지 제4 리프트(137)가 리프트 관통홀(142) 내에서 X축 및 Y축 방향으로 이동할 수 있는 자유도를 부여할 수 있다.
따라서, 기판(S)과 마스크 유닛(M)의 정렬 시, X축 및 Y축 방향으로 제1 리프트(131) 내지 제4 리프트(137)가 자유롭게 이동함으로써, 제1 리프트(131) 내지 제4 리프트(137)에 의해 지지되는 마스크 유닛(M) 또한 X축 및 Y축 방향으로 자유롭게 이동이 가능하므로, 기판(S)에 대해 마스크 유닛(M)의 위치를 자유롭게 조정할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예들은 전술한 구성에 한정되지 않으며, 예를 들어 리프트 관통홀(142) 대신 지지핀 관통홀(141)의 직경(D1)이 지지핀(160)의 직경(D2)보다 크게 형성됨으로써 지지핀(160)이 X축 및 Y축에 대해 자유롭게 이동 가능하도록 구성될 수도 있다. 즉, 지지핀 관통홀(141) 및 리프트 관통홀(142) 중 적어도 하나가 지지핀(160) 또는 제1 리프트(131) 내지 제4 리프트(137)보다 더 큰 직경을 갖도록 형성됨으로써, 기판(S)과 마스크 유닛(M)의 정렬을 용이하게 수행할 수 있다.
한편, 서셉터(140)는 전술한 바와 같이 증착 공정 중 마스크 유닛(M)과 전기적으로 접촉하는 제1 접지부(144)를 포함할 수 있다. 제1 접지부(144)는 서셉터(140)의 제2 영역(LS)에 형성될 수 있으며, 도면에는 서셉터(140)의 상하좌우에 하나씩 설치되는 것으로 나타나 있으나, 본 발명의 실시예들은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 제1 접지부(144)는 서셉터(140)의 제2 영역(LS)에 적어도 하나 형성될 수 있다.
상세히, 제1 접지부(144)는 증착 공정 중 마스크 유닛(M)에 축적되는 전하를 서셉터(140)로 전달하여 외부로 배출하기 위한 구성요소이다. 따라서, 제1 접지부(144)는 전도성 물질을 포함하도록 형성될 수 있다. 더 상세히는, 제1 접지부(144)는 일 부분은 세라믹(Ceramic) 재질로 구성되고, 다른 부분은 알루미늄과 SUS(Steel use stainless)와 같은 전도성 물질로 구성될 수 있다. 여기서, 전도성 물질로 구성된 제1 접지부(144)의 다른 부분은 마스크 유닛(M)과 전기적으로 접촉할 수 있도록 마스크 유닛(M)을 향하는 방향으로 노출되도록 형성되는 것이 바람직하다.
따라서, 전술한 바와 같이 증착 공정 중 마스크 유닛(M)에 축적되는 전하를 서셉터(140) 본체로 전달하여 외부로 배출하려는 제1 접지부(144)의 목적에 알맞도록, 서셉터(140)의 제2 영역(LS) 상에 형성되는 제1 접지부(144)의 개수는 다양하게 선택될 수 있음은 물론이다.
다음으로, 도 4 및 도 5를 참조하여 제1 접지부(144)의 다양한 변형예에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
도 4는 도 3의 다른 실시예를 나타내는 단면도이고, 도 5는 도 3의 또 다른 실시예를 나타내는 단면도이다.
먼저 도 4를 참조하면, 서셉터(240)는 제1 접지부(244)가 설치되는 설치홈(245)을 더 포함할 수 있다. 설치홈(245)은 마스크 유닛(M)과 접촉하는 서셉터(240)의 제2 영역(LS)에 형성될 수 있으며, 제1 접지부(244)가 삽입되도록 서셉터(240)의 제2 영역(LS) 중 마스크 유닛(M)의 고정프레임(M2)과 접촉하는 일면으로부터 함몰되도록 형성될 수 있다.
여기서, 제1 접지부(244)는 도 3에 나타난 제1 접지부(144)와 같이 증착 공정 중 마스크 유닛(M)에 축적되는 전하를 서셉터(140)로 전달하여 외부로 배출하기 위한 구성요소이다. 따라서, 제1 접지부(244)는 전도성 물질을 포함하도록 형성될 수 있다. 제1 접지부(144)는 마스크 유닛(M)과 전기적으로 접촉할 수 있도록 마스크 유닛(M)을 향하는 방향으로 노출되도록 형성되는 것이 바람직하다.
따라서, 전도성 물질로 구성되는 제1 접지부(244)는 마스크 유닛(M)과 전기적으로 접촉되어, 마스크 유닛(M)에 축적된 전하를 서셉터(240)로 전달하며 서셉터(240)로 전달된 전하는 서셉터(240)와 전기적으로 연결된 제2 접지부(270)를 통해 외부로 배출될 수 있다.
이러한 구조에서, 제1 접지부(244)는 마스크 유닛(M)의 고정프레임(M2)과 직접적으로 접촉하는 헤드(244a)와, 설치홈(245)에 대해 승강 가능하도록 설치홈(245)을 관통하도록 형성되는 바디(244b)와, 서셉터(240)의 하측에 형성되어 제1 접지부(244)가 서셉터(240)로부터 분리되는 것을 방지하는 스토퍼(244c)로 구성될 수 있다.
또한, 서셉터(240)는 서셉터(240)의 승강 방향으로 제1 접지부(244)가 탄성 운동 가능하도록 설치홈(245)에 설치되는 탄성체(246)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 탄성체(246)는 제1 접지부(244)의 바디(244b)를 둘러싸는 소정의 탄성력을 갖는 스프링으로 구성되어, 도면에 나타난 바와 같이 제1 접지부(244)의 헤드(244a)와 설치홈(245)의 상면 사이에 끼워지도록 설치될 수 있다.
여기서, 도면에 나타난 제1 접지부(244)와 설치홈(245) 및 탄성체(246)의 구성은 본 발명의 일 실시예로써, 제1 접지부(244)가 서셉터(240)의 승강 방향으로 자유도를 갖고 이동할 수 있으며, 마스크 유닛(M)이 하강하여 제1 접지부(244)와 접촉하는 경우에는 제1 접지부(244)도 함께 하강하고, 반대로 마스크 유닛(M)이 상승하여 제1 접지부(244)와 분리되는 경우에는 제1 접지부(244)도 함께 상승할 수 있는 구조라면 그 어떠한 구조도 가능하다.
다음으로 도 5를 참조하면, 제1 접지부(344)는 전도성 물질로 구성되는 전도영역(344d)과, 전도영역(344d)을 둘러싸도록 형성되는 헤드(344a), 바디(344b) 및 스토퍼(344c)로 형성될 수도 있다. 여기서, 전도영역(344d)을 제외한 나머지 부분, 즉, 헤드(344a), 바디(344b) 및 스토퍼(344c)는 비전도체인 세라믹(Cramic)으로 형성될 수 있다. 여기서, 전도성 물질로 구성되는 제1 접지부(344)의 전도영역(344d)은 마스크 유닛(M)과 전기적으로 접촉되어, 마스크 유닛(M)에 축적된 전하를 서셉터(340)로 전달하며, 서셉터(340)로 전달된 전하는 서셉터(340)와 전기적으로 연결된 제2 접지부(370)를 통해 외부로 배출될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예들에 따른 서셉터(140, 240, 340)는 도 4 및 도 5에 각각 도시된 서셉터(240, 340)와 같이 도 1 및 도 3에 도시된 리프트 관통홀(142)과 같은 구조를 포함하지 않을 수도 있다. 즉, 도 4 및 도 5에 도시된 서셉터(240, 340)와 같이, 서셉터(240, 340)에는 지지핀(260, 360)이 기판(S)을 지지 및 승강시키도록 서셉터(240, 340)에 대해 승강 가능하도록 삽입되는 지지핀 관통홀(241, 341)만이 형성될 수 있다.
도 6은 도 1에 나타난 기상 증착 장치의 제1 작동을 나타내는 작동도이다.
도 6을 참조하면, 기상 증착 장치(100)가 작동하는 경우 리프팅 유닛(130)은 마스크 유닛(M)을 챔버(110)의 최상측에 배치할 수 있다. 뿐만 아니라, 서셉터(140)는 챔버(110)의 최하측에 배치될 수 있다.
리프팅 유닛(130)과 서셉터(140)와 상기와 같이 배치되면, 기판(S)이 챔버 (110)의 내부로 장입될 수 있다. 이때, 기판(S)은 상기에서 설명한 바와 같이 로봇암에 의하여 외부로부터 챔버(110) 내부로 이동할 수 있으며, 챔버(110) 내부에서 지지핀(160)에 의해 지지될 수 있다. 이때, 서셉터구동부(143) 또는 지지핀구동부(161)가 작동하여, 기판(S)이 서셉터(140)에 밀착하도록 기판(S) 또는 서셉터(140)의 높이를 조절할 수 있다.
상기와 같이 기판(S)이 서셉터(140) 상에 안착하면, 마스크 유닛(M)과 기판(S)은 서로 이격되도록 배치될 수 있다. 이때, 기판(S)과 마스크 유닛(M) 사이에는 소정의 공간이 형성될 수 있다.
도 7은 도 1에 나타난 기상 증착 장치의 제2 작동을 나타내는 작동도이다.
도 7을 참조하면, 상기와 같이 기판(S)의 장입이 완료된 후 서셉터(140)를 일정 정도 상승시켜 마스크 유닛(M)과 기판(S)의 간격을 좁힐 수 있다. 이때, 서셉터(140)는 도 7보다 기판(S)과 마스크 유닛(M) 사이의 간격이 좁아지도록 상승할 수 있다. 제어부(195)는 기 설정된 서셉터(140)의 위치에 근거하여 서셉터구동부(143)를 제어할 수 있다.
도 8은 도 1에 나타난 기상 증착 장치의 제3 작동을 나타내는 작동도이다.
도 8을 참조하면, 마스크 유닛(M)과 기판(S)을 상기와 같이 위치시킨 후 마스크 유닛(M)과 기판(S)의 위치를 정렬할 수 있다. 이때, 마스크 유닛(M)과 기판(S) 사이의 정렬 방법은 정렬 유닛(180)으로 마스크 유닛(M)의 제1 정렬 마크와 기판(S)의 제2 정렬 마크를 촬영하여 마스크 유닛(M)의 제1 정렬 마크와 기판(S)의 제2 정렬 마크가 대응되도록 제어부(195)가 리프팅 유닛(130)을 제어하여 마스크 유닛(M)이동시키는 방법일 수 있다.
구체적으로, 정렬 유닛(180)은 마스크 유닛(M)의 제1 정렬 마크와 기판(S)의 제2 정렬 마크를 촬영하여 제어부(195)로 전송하고, 제어부(195)는 마스크 유닛(M)의 제1 정렬 마크와 기판(S)의 제2 정렬 마크가 서로 상이한 경우 리프팅 유닛(130)을 통하여 마스크 유닛(M)의 제1 정렬 마크와 기판(S)의 제2 정렬 마크가 대응되도록 마스크 유닛(M)을 상기 제1 방향, 상기 제2 방향 및 상기 제3 방향 중 적어도 하나의 방향으로 이동시킬 수 있다. 상세히, 도 8에서 제1 방향은 Z축 방향이며, 제2 방향은 X축 방향이고, 제3 방향은 Y축 방향일 수 있다. 여기서, 제1 방향 내지 제3 방향은 일 실시예에 불과하며, 다양한 방향으로 형성될 수 있다.
이때, 마스크 유닛(M)을 회전하는 방법은 상기 제2 방향 및 상기 제3 방향 중 적어도 하나의 방향으로 마스크 유닛(M)을 이동시켜 마스크 유닛(M)을 회전시킬 수 있다. 또한, 마스크 유닛(M)과 기판(S) 사이의 간격이 기 설정된 간격보다 큰 경우 마스크 유닛(M)을 상기 제1 방향으로 이동시켜 마스크 유닛(M)과 기판(S)을 기 설정된 간격만큼 이격시킬 수 있다.
특히, 상기와 같은 경우 상기 제2 방향 및 상기 제3 방향 중 적어도 하나의 방향으로 마스크 유닛(M)을 이동시키기 위하여 제2 리프트(133) 및 제4 리프트(미도시)를 운동시킬 수 있다. 또한, 마스크 유닛(M)을 상기 제1 방향으로 이동시키는 경우 제어부(195)는 제1 리프트(151) 내지 상기 제4 리프트를 동시에 운동시키도록 제1 리프트구동부(132) 내지 제4 리프트구동부(미도시)를 제어할 수 있다.
도 9는 도 1에 나타난 기상 증착 장치의 제4 작동을 나타내는 작동도이다.
도 9를 참고하면, 상기와 같이 마스크 유닛(M)과 기판(S)의 정렬이 완료된 후 제어부(195)는 서셉터(140)의 위치를 고정시키고, 마스크 유닛(M)을 하강시키도록 리프팅 유닛(130)을 제어할 수 있다. 이때, 기판(S)과 마스크 유닛(M)을 완전히 접촉할 수 있다. 이때, 서셉터(140)의 제2 영역(LS)은 마스크 유닛(M)의 일부, 즉 고정프레임(M2)과 완전히 접촉됨으로써 마스크 유닛(M)과 기판(S)을 접촉시키고, 마스크 유닛(M)과 서셉터(140) 사이의 간격을 최소화할 수 있다.
상기와 같이 리프팅 유닛(130)이 작동하는 경우, 제1 리프트(131) 내지 제4 리프트(미도시)는 마스크 유닛(M)과 접촉한 상태를 유지할 수 있다. 구체적으로 리프팅 유닛(130)이 작동하는 경우 제1 리프트(131) 내지 상기 제4 리프트는 도 8의 위치에서 하강할 수 있다. 이때, 제1 리프트(131) 내지 상기 제4 리프트가 서셉터(140)의 일면과 마스크 유닛(M)이 접촉하는 경계까지 하강하도록 제어부(195)는 제1 리프트구동부(132) 내지 제4 리프트구동부(미도시)를 제어할 수 있다. 특히 제1 리프트(131) 내지 상기 제4 리프트가 하강하는 거리는 제어부(195)에 기 설정될 수 있다.
도 10은 도 1에 나타난 기상 증착 장치의 제5 작동을 나타내는 작동도이다.
도 10을 참고하면, 기판(S)과 마스크 유닛(M)이 접촉한 후 제어부(195)는 서셉터구동부(143)를 작동시켜 서셉터(140)를 도 9의 위치보다 상승시킬 수 있다. 이때, 기판(S)은 서셉터(140)와 함께 상승하고, 마스크 유닛(M)은 기판(S)과 함께 상승할 수 있다.
상기와 같이 작업이 진행되는 동안, 제어부(195)는 리프팅 유닛(130)을 제어하여 마스크 유닛(M)을 상승시킬 수 있다. 이때, 제어부(195)는 제1 리프트구동부(132) 내지 제4 리프트구동부(미도시)를 서셉터구동부(143)와 연계하여 작동시키도록 제어할 수 있다.
구체적으로, 제어부(195)는 서셉터(140)의 상승속도를 산출하여 제1 리프트(131) 내지 제4 리프트(미도시)가 서셉터(140)의 상승속도와 동일한 속도로 상승하도록 제1 리프트구동부(132) 내지 상기 제4 리프트구동부를 작동시킬 수 있다.
상기와 같은 작업이 완료되면, 챔버(110) 내부로 제1 가스를 공급한 후 분사부(미도시)의 주변에 플라즈마를 형성한 후 상기 분사부를 통하여 제2 가스를 공급하여 기판(S)에 증착막을 형성할 수 있다. 이때, 제2 가스는 플라즈마가 형성된 영역을 통과하면서 라디칼을 형성하고, 라디칼은 기판(S) 상에서 반응하여 상기 증착막을 형성할 수 있다.
한편, 상기와 같이 증착 공정이 완료되면, 서셉터(140) 및 제1 리프트(131) 내지 상기 제4 리프트는 하강할 수 있다. 이때, 제1 리프트(131) 내지 상기 제4 리프트는 일정 거리에서 정지하고, 서셉터(140)는 제1 리프트(131) 내지 상기 제4 리프트가 정지한 높이 이하로 하강하여 기판(S)과 마스크 유닛(M)을 분리할 수 있다. 특히 서셉터(140)와 제1 리프트(131) 내지 상기 제4 리프트는 서로 상대 운동함으로써 마스크 유닛(M)과 기판(S)을 분리할 수 있다.
또한, 서셉터(140)는 기 설정된 거리만큼 하강한 후 챔버(110) 내부를 대기압 상태로 형성하여 증착막이 형성된 기판(S)을 외부로 인출할 수 있다.
도 11은 도 1에 나타난 기상 증착 장치를 이용하여 제조되는 표시 장치를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 11을 참고하면, 기상 증착 장치(100)를 이용하여 제조되는 표시 장치(10)는 다양하게 형성될 수 있다. 예를 들면, 표시 장치(10)는 액정 표시 장치, 플라즈마 표시 장치, 유기 발광 표시 장치 등을 포함할 수 있다. 이때, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 표시 장치(10)가 유기 발광 표시 장치를 포함하는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
상기와 같은 유기 발광 표시 장치(10)를 제조 시 기상 증착 장치(100)는 기판(S) 상에 증착막을 형성할 수 있다. 이때, 증착막은 다양한 절연막을 포함할 수 있다. 이때, 상기 증착막은 후술할 유기 발광 표시 장치(10)의 버퍼층(31), 게이트 절연막(32), 층간 절연막(33), 패시베이션층(34) 및 화소정의막(35) 등 기타 절연막일 수 있다.
또한 상기 증착막은 활성층(41), 게이트 전극(42), 소스 전극 및 드레인 전극(43), 제1 전극(61), 중간층(63) 및 제2 전극(62)등 기타 다양한 박막일 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 기상 증착 장치(100)를 이용하여 형성하는 상기 증착막은 후술할 봉지층(70)인 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
유기 발광 표시 장치(10:organic light emitting display apparatus)는 기판(S) 상에 형성된다. 기판(S)은 글래스재, 플라스틱재, 또는 금속재로 형성될 수 있다. 기판(S)상에는 기판(S)상부에 평탄면을 제공하고, 기판(S)으로 수분 및 이물이 침투하는 것을 방지하도록 절연물을 함유하는 버퍼층(31)이 형성되어 있다.
버퍼층(31)상에는 박막 트랜지스터(40(TFT:thin film transistor))와, 캐패시터(50)와, 유기 발광 소자(60:organic light emitting device)가 형성된다. 박막 트랜지스터(40)는 크게 활성층(41), 게이트 전극(42), 소스 전극 및 드레인 전극(43)을 포함한다. 유기 발광 소자(60)는 제1 전극(61), 제2 전극(62) 및 중간층(63)을 포함한다.
구체적으로 버퍼층(31)의 윗면에는 소정 패턴으로 형성된 활성층(41)이 배치된다. 활성층(41)은 p형 또는 n형의 도펀트가 주입된 반도체 물질을 함유할 수 있다. 이때, 상기와 같이 반도체 물질을 함유하는 활성층(41)은 다결정 실리콘으로 형성될 수 있는 데, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 산화물 반도체로 형성될 수 있다. 예를 들어, 산화물 반도체는 아연(Zn), 인듐(In), 갈륨(Ga), 주석(Sn) 카드뮴(Cd), 게르마늄(Ge), 또는 하프늄(Hf) 과 같은 12, 13, 14족 금속 원소 및 이들의 조합에서 선택된 물질의 산화물을 포함할 수 있다. 예를 들면 활성층(41)은 G-I-Z-O[(In2O3)a(Ga2O3)b(ZnO)c](a, b, c는 각각 a≥0, b≥0, c＞0의 조건을 만족시키는 실수)을 포함할 수 있다.
활성층(41)상부에는 게이트 절연막(32)이 형성된다. 게이트 절연막(32)의 상부에는 활성층(41)과 대응되도록 게이트 전극(42)이 형성된다. 게이트 전극(42)을 덮도록 층간 절연막(33)이 형성되고, 층간 절연막(33) 상에 소스 전극 및 드레인 전극(43)이 형성되는 데, 활성층(41)의 소정의 영역과 접촉되도록 형성된다. 소스 전극 및 드레인 전극(43)을 덮도록 패시베이션층(34)이 형성되고, 패시베이션층(34)상부에는 박막 트랜지스터(40)의 평탄화를 위하여 별도의 절연막을 더 형성할 수도 있다.
패시베이션층(34)상에 제1 전극(61)을 형성한다. 제1 전극(61)은 드레인 전극(43)과 전기적으로 연결되도록 형성한다. 그리고, 제1 전극(61)을 덮도록 화소정의막(35)이 형성된다. 이 화소정의막(35)에 소정의 개구(64)를 형성한 후, 이 개구(64)로 한정된 영역 내에 유기 발광층을 구비하는 중간층(63)을 형성한다. 중간층(63)상에 제2 전극(62)을 형성한다.
상기 유기 발광층은 다양한 형태로 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 유기 발광층이 개구(64) 내부에 형성되며, 적색, 녹색 및 청색의 빛을 방출하는 서브 픽셀로 하나의 단위 픽셀을 이룰 수 있다. 또한, 상기 유기 발광층은 픽셀의 위치에 관계 없이 화소정의막(35) 전체에 공통으로 형성될 수 있다. 이때, 상기 유기 발광층은 적색, 녹색 및 청색의 빛을 방출하는 발광 물질을 포함하는 층이 수직으로 적층되거나 적색, 녹색 및 청색의 빛을 방출하는 발광 물질이 혼합되어 형성될 수 있다. 물론, 상기 유기 발광층은 백색광을 방출할 수 있다면 다른 색의 조합이 가능함은 물론이다. 이때, 유기 발광 표시 장치(10)는 상기 방출된 백색광을 소정의 컬러로 변환하는 색변환층이나, 컬러 필터를 더 구비할 수 있다.
한편, 제2 전극(62)상에 봉지층(70)을 형성한다. 봉지층(70)은 하나 이상의 유기층과 하나 이상의 무기층이 상호 교번하여 적층 형성될 수 있다.
상기 무기층 또는 상기 유기층은 각각 복수 개일 수 있다.
상기 유기층은 고분자로 형성되며, 바람직하게는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리이미드, 폴라카보네이트, 에폭시, 폴리에틸렌 및 폴리아크릴레이트 중 어느 하나로 형성되는 단일막 또는 적층막일 수 있다. 더욱 바람직하게는, 상기 유기층은 폴리아크릴레이트로 형성될 수 있으며, 구체적으로는 디아크릴레이트계 모노머와 트리아크릴레이트계 모노머를 포함하는 모노머 조성물이 고분자화된 것을 포함한다. 상기 모노머 조성물에 모노아크릴레이트계 모노머가 더 포함될 수 있다. 또한, 상기 모노머 조성물에 TPO와 같은 공지의 광개시제가 더욱 포함될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 무기층은 금속 산화물 또는 금속 질화물을 포함하는 단일막 또는 적층막일 수 있다. 구체적으로, 상기 무기층은 SiNx, Al2O3, SiO2, TiO2 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
봉지층(70) 중 외부로 노출된 최상층은 중간층(63)에 대한 투습을 방지하기 위하여 무기층으로 형성될 수 있다.
봉지층(70)은 적어도 2개의 무기층 사이에 적어도 하나의 유기층이 삽입된 샌드위치 구조를 적어도 하나 포함할 수 있다. 또한, 봉지층(70)은 적어도 2개의 유기층 사이에 적어도 하나의 무기층이 삽입된 샌드위치 구조를 적어도 하나 포함할 수 있다.
봉지층(70)은 제2 전극(62)의 상부로부터 순차적으로 제1 무기층, 제1 유기층, 제2 무기층을 포함할 수 있다. 또한, 봉지층(70)은 제2 전극(62)의 상부로부터 순차적으로 제1 무기층, 제1 유기층, 제2 무기층, 제2 유기층, 제3 무기층을 포함할 수 있다. 또한, 봉지층(70)은 제2 전극(62)의 상부로부터 순차적으로 제1 무기층, 제1 유기층, 제2 무기층, 제2 유기층, 제3 무기층, 제3 유기층, 제4 무기층을 포함할 수 있다.
제2 전극(62)과 상기 제1 무기층 사이에 LiF를 포함하는 할로겐화 금속층이 추가로 포함될 수 있다. 상기 할로겐화 금속층은 상기 제1 무기층을 형성할 때 제2 전극(62)이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
상기 제1 유기층은 상기 제2 무기층 보다 면적이 좁은 것을 특징으로 하며, 상기 제2 유기층도 상기 제3 무기층 보다 면적이 좁을 수 있다. 또한, 상기 제1 유기층은 상기 제2 무기층에 의해 완전히 뒤덮이는 것을 특징으로 하며, 상기 제2 유기층도 상기 제3 무기층에 의해 완전히 뒤덮일 수 있다.
봉지층(70)은 기상 증착 장치(100)를 이용하여 형성할 수 있다. 즉 제2 전극(62)이 형성된 기판(S)을 기상 증착 장치(100)의 서셉터(140)에 장착하여 기상 증착 공정을 진행하여 봉지층(70)을 형성할 수 있다.
따라서 기상 증착 장치(100)를 이용할 경우 표시 장치(10)는 원하는 두께의 절연막, 기타 도전막, 특히 봉지층(70)과 같이 전극에 비하여 두껍게 형성할 필요가 있는 절연막을 신속하게 형성할 수 있다.
이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
100: 기상 증착 장치 137: 제4 리프트
110: 챔버 138: 제4 리프트구동부
111: 제1 하우징 140, 240, 340: 서셉터
112: 제2 하우징 141, 241, 241: 지지핀 관통홀
120: 분사부 142: 리프트 관통홀
121: 가스유동부 143: 서셉터구동부
122: 가스주입부 144, 244, 344: 제1 접지부
123: 코일부 160, 260, 360: 지지핀
124: 전원부 161: 지지핀구동부
125: 커버부 170, 270, 370: 제2 접지부
130: 리프팅 유닛 181: 제1 카메라
131: 제1 리프트 182: 제2 카메라
132: 제1 리프트구동부 191: 배기관
133, 233, 333: 제2 리프트 192: 배기펌프
134: 제2 리프트구동부 195: 제어부
135: 제3 리프트 245, 345: 설치홈
136: 제3 리프트구동부 246, 346: 탄성체

Claims (20)

  1. 가스를 기판으로 분사하는 분사부;
    상기 분사부로부터 분사된 상기 가스가 통과하는 패턴이 형성된 마스크 유닛을 지지 및 승강시키는 리프트; 및
    상기 마스크 유닛을 통과한 상기 가스가 증착되는 상기 기판을 지지 및 승강시키는 서셉터;를 포함하며,
    상기 서셉터는 상기 가스가 상기 기판에 증착되는 증착 공정 중 상기 마스크 유닛과 전기적으로 접촉하는 제1 접지부를 포함하는, 기상 증착 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 서셉터에 전기적으로 연결되어 상기 제1 접지부를 통해 상기 서셉터로 전달되는 전하를 외부로 배출시키는 제2 접지부를 더 포함하는, 기상 증착 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 리프트 및 상기 서셉터 중 적어도 하나는 다른 하나에 대해 선형적으로 이동 가능한, 기상 증착 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 기판을 지지 및 승강시키는 지지핀을 더 포함하고,
    상기 서셉터는 상기 지지핀이 관통하도록 형성되는 지지핀 관통홀을 포함하는, 기상 증착 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 서셉터는 상기 리프트가 관통하도록 형성되는 리프트 관통홀을 포함하는, 기상 증착 장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 리프트 관통홀을 관통하는 상기 리프트는,
    상기 서셉터에 대한 상기 리프트의 승강 방향인 제1 방향과, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향 및 상기 제2 방향과 교차하는 제3 방향 중 적어도 하나의 방향으로 이동 가능한, 기상 증착 장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 리프트는 복수개 구비되며,
    상기 복수개의 리프트 중 한 쌍은 상기 서셉터에 대한 상기 리프트의 승강 방향인 제1 방향과, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향 및 상기 제1 방향과 상기 제2 방향과 각각 교차하는 제3 방향 중 적어도 하나의 방향으로 이동 가능한, 기상 증착 장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 복수개의 리프트 중 다른 한 쌍은 제1 방향으로 이동 가능한, 기상 증착 장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 마스크 유닛에서 상기 제1 접지부를 통해 상기 서셉터로 전달되는 전하를 외부로 배출하도록 상기 서셉터에 전기적으로 연결되는 제2 접지부를 더 포함하는, 기상 증착 장치.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 접지부는 전도성 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는, 기상 증착 장치.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 접지부는 세라믹(Ceramic) 및 전도성 물질을 포함하며,
    상기 전도성 물질은 상기 마스크 유닛과 전기적으로 접촉하는, 기상 증착 장치.
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 서셉터는 상기 제1 접지부가 설치되는 설치홈을 더 포함하는, 기상 증착 장치.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 서셉터는 상기 서셉터의 승강 방향으로 상기 제1 접지부가 탄성 운동 가능하도록 상기 설치홈에 설치되는 탄성체를 더 포함하는, 기상 증착 장치.
  14. 플라즈마 발생 영역을 구비하는 챔버 내부로 기판을 로딩하는 단계;
    상기 챔버에 가스를 공급하는 단계;
    상기 가스는 상기 플라즈마 발생 영역을 통과하면서 상기 챔버에 라디칼을 형성하는 단계;
    상기 라디칼이 반응하여 상기 기판 상에 증착막을 형성하는 단계;를 포함하고,
    상기 기판 상에 증착막을 형성하는 단계에서 마스크 유닛은 제1 접지부에 전기적으로 접촉하는, 표시 장치의 제조 방법.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 증착막은 절연막을 구비하는, 표시 장치의 제조 방법.
  16. 제14 항에 있어서,
    상기 기판과 상기 마스크 유닛을 정렬하는 단계를 더 포함하는, 표시 장치의 제조 방법.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 기판과 상기 마스크 유닛의 정렬 시 상기 기판과 상기 마스크 유닛의 위치가 서로 어긋난 것으로 판단되면, 상기 마스크 유닛의 적어도 일부분을 제1 방향, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향 및 상기 제1 방향과 상기 제2 방향에 각각 교차하는 제3 방향 중 적어도 한 방향으로 이동시키는 단계를 더 포함하는, 표시 장치의 제조 방법.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 기판 상에 증착막을 형성하는 단계는,
    상기 기판과 상기 마스크 유닛을 접촉시키는 단계를 포함하는, 표시 장치의 제조 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 기판과 상기 마스크 유닛의 접촉 시 상기 마스크 유닛과 접촉하는 리프트의 일단은 상기 기판과 접촉하는 상기 마스크 유닛의 일면에 접촉하는, 표시 장치의 제조 방법.
  20. 제18 항에 있어서,
    상기 마스크 유닛과 접촉하는 리프트의 일단과, 상기 마스크 유닛과 접촉하는 상기 제1 접지부의 일단은 서로 대응하는 높이에 위치하는, 표시 장치의 제조 방법.
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